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はかせ
はかせ

ezu-ken.com」をご覧いただきありがとうございます。

このブログは、音振の実験とシミュレーションとして、ハンマリング試験、実験モード解析、FEM(固有値解析)から作り始めました。

今では制御とモデリングに加え、ガンプラに使われている技術だけでなく、ガンプラのために改めて勉強しなおしていることなどについても紹介しています。

ブログ運営者の「はかせ」のプロフィールなどについてまとめています。

はかせのプロフィール

大学では修士(大学院)までは進もうと考え、振動制御を専門に選び、出会いとチャンスに恵まれ博士になることができました。

大学の卒業研究は4足歩行ロボットでしたが、大学院で振動制御について本格的に学び、おかげさまで博士号を取ることができました。

その後も振動制御を選んだためだと思っているのですが、音振(おとしん)の計測、実験、モデリングとリアルタイム・シミュレーションと幅広く経験することができました。

仕事では、商品企画や技術サポート、情報システムの開発・運用、品質保証(ISO)など技術(開発)系に加え、品質マネジメントを担当してきました。

参考:ISOについてはこちら

基本的には技術系なので、

専門はなんですか?

と聴かれることがたまにあります。

はかせ
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振動と騒音、音振(おとしん)と振動制御です。

と、答えています。

音振(おとしん)は何となく伝わるのですが、振動制御については、超高層ビル(ランドマークタワーやスカイツリー)を例に説明することが多いです。

結果として振動制御を仕事にはしてはいませんが、振動制御を学んだことで実験からシミュレーションまで、技術的な基礎を幅広く身につけるためのよい経験となりました。

振動制御についての簡単な紹介

振動制御では、

  • 実験・計測データからモデリング
  • 制御系設計
  • シミュレーション
  • 実験による仮説検証
  • 結果のまとめ、発表と論文投稿

と実験からシミュレーションまで一通り行います。

また、実験装置の製作(モノづくり)、制御用基板作成など浅いながらも一通り経験することができたので、機械から電気まで自分の理解を深めたり説明する際に役立っています。

一方、振動制御はリアルタイム制御が当たり前だったので、リアルタイムの考え方が、計測や音の制御(フィルタリング)では異なることを知ったときは驚きました。

このブログで紹介している主なコンテンツ

以下について技術系の入門者や新入社員研修などでの体験を想定してまとめています。

実験・計測

バットのハンマリング試験で始めるモード解析入門(体験実習ガイド)
実験の経験が少ない新入社員などへの体験学習を想定し、金属バットを対象に振動の計測と可視化を体験して学ぶ内容をまとめています。ハンマリング試験によりバットの周波数応答をFFTアナライザで計測し、実験データから振動モード形を作成し考察します。
FFTアナライザの基本的な使い方:ハンマリングで始めるモード解析入門
FFTアナライザの基本的な使い方について、ハンマリング試験や実験モード解析入門を想定して、ハンマリング試験の利点・欠点と注意点、計測データの確認、センサの選定及び設置、対象物の支持、振動モード形と計測点などを説明しています。

シミュレーション(FEM)

有限要素法入門
「有限要素法入門」では、有限要素法についての基本的な知識、材料力学、有限要素法(FEM)の要素やメッシュ、応力や歪などについてまとめています。FEMはFreeCADを使っています。
基本的な振動モード形
FEM(固有値解析)による平板の基本的な振動モード形についてまとめています。固定条件フリー、片端固定(タワー)、両端固定(橋)、周辺固定の振動モード形を紹介しています。また、FEMの解析自由度と剛体モードについても説明しています。

制御とモデリング

振動制御入門
振動制御とはどんなものなのか、シミュレーションと実験による事例、振動モード形を利用したモデリング入門とLQ制御理論による制御系設計入門などについてまとめています。
LQ最適制御による振動制御系設計入門
LQ最適制御によるアクティブ制振の制御系設計法について、古典制御理論と現代制御理論、運動方程式と制御系、状態方程式と可制御性・可観測性、LQ制御理論、制振効果の解析(根軌跡、伝達関数、インパルス応答)、実験による制振効果の確認をします。
振動モード形を利用したモデリング入門
塔状構造物のような柔軟構造物の振動制御法の1つとして、振動モード形の節を利用してスピルオーバーを防止すると共に、物理座標系でのモデリングによりセンサー信号による状態フィードバック制御を実現する低次元化モデル作成法についてまとめています。
振動モード形を利用したモデルによるタワー構造物のLQ最適制御入門
スカイツリーの様な塔状構造物の振動制御について、鋼製の塔状構造物を例に、制振対象のモデリングには振動モード形を利用し、制振装置に2次元ハイブリッド動吸振器を使い、LQ最適制御による制御系設計制振効果を実験で確認しています。

はかせ工房

私の好きなことに関連した内容です。

「こどもパソコンIchigoJam」を使ったモノを動かすプログラミングについてまとめています。

モノを動かすプログラミング
こどもパソコンIchigoJamを使ったモノを動かすプログラミングについてまとめています。LEDの点灯で信号機、モータのON/OFFをプログラムして自動走行、サーボモータで腕を振る、使い方はプログラムをする人のアイディア次第です。

ガンプラ(ガンダムのプラモデル)を作り出すバンダイの4色成形機、ガンプラへのLED組み込み、ガンプラにワイヤレスLEDを使いたくて改めて勉強している電磁誘導などについてまとめています。

ガンプラに学ぶモノづくり技術
ガンプラとは、ガンダムのプラモデルです。子供の頃は様々なプラモデルを作りました。プラモデルとの再会は、2000年代にAmazonでシャア専用ズゴックが500円程度で売っているのをみつけてからで、ガンプラに使われている技術や工作などについてまとめています。

著作

AmazonのKindle本を出版しています。

「FreeCADで始めるCAE設計入門」と「ハンマリング試験から始めるモード解析入門」は、技術系の内容ですが数式ほぼなしなので、Kindle本として出版することができました。

おかげさまで好評です。

FreeCADで始めるCAE設計入門(2021年1月)

ハンマリング試験から始めるモード解析入門
振動は難しい?身近にある振動を紹介した後、バットのハンマリング・データから振動モード形を描いてみます。FEMはFreeCADを使って実験モード解析と固有値解析の結果を比べます。振動の可視化をシミュレーションと実験の体験から始めてみませんか。

Amazonへ:「FreeCADで始めるCAE設計入門

ハンマリング試験から始めるモード解析入門(2020年9月)

FreeCADで始めるCAE入門
~CAEを使ってモデラーから設計者の世界へ~ 「FreeCADで始めるCAE設計入門」 はかせ 「モノづくりにおける品質とコストは、設計で8割決まる」と言われており、設計ツール(3D CAD)はシミュレーション機能...

Amazonへ:「ハンマリング試験から始めるモード解析入門

ISO内部監査の取扱説明書(2020年8月)

ISO内部監査の取扱説明書 | はかせ | 工学 | Kindleストア | Amazon
AmazonではかせのISO内部監査の取扱説明書。アマゾンならポイント還元本が多数。一度購入いただいた電子書籍は、KindleおよびFire端末、スマートフォンやタブレットなど、様々な端末でもお楽しみいただけます。

わかりやすい品質マニュアルの作り方(2021年2月)

わかりやすい品質マニュアルの作り方 | はかせ | 工学 | Kindleストア | Amazon
Amazonではかせのわかりやすい品質マニュアルの作り方。アマゾンならポイント還元本が多数。一度購入いただいた電子書籍は、KindleおよびFire端末、スマートフォンやタブレットなど、様々な端末でもお楽しみいただけます。
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